HÀN LASER – HÀN PIN BẰNG CÔNG NGHỆ LASER FIBER

Hàn laser – Một công nghệ laser tiên tiến đã mang đến cho ngành công nghiệp phương pháp hàn chính xác, tốc độ cao và tiết kiệm chi phí sản xuất.

Việc thiết kế và chế tạo pin hình trụ kích thước lớn hơn dành cho xe điện hứa hẹn sẽ mang đến nhiều lợi ích cho các nhà sản xuất ô tô cũng như người tiêu dùng. Khi sử dụng loại pin này, người điều khiển xe sẽ nhận được nhiều lợi ích khi sử dụng những viên pin này bao gồm: quãng đường di chuyển xa hơn, công suất mạnh mẽ hơn, thời gian sạc nhanh chóng hơn, tuổi thọ kéo dài hơn và hoạt động hiệu quả hơn trong môi trường thời tiết lạnh. Điều này giúp các nhà sản xuất có thể tối ưu hóa quá trình sản xuất, tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả.

KHÓ KHĂN TRONG VIỆC SẢN XUẤT PIN EV (ELECTRIC VEHICLE)

Các nhà sản xuất hiện nay đang tập trung vào việc thiết kế pin hình trụ có kích thước khác nhau. Tuy nhiên, mỗi thiết kế lại mang đến những thách thức riêng về quy trình chế tạo, đặc biệt là trong quá trình hàn nối. Ví dụ, một số thiết kế pin xe điện tích hợp bộ nạp điện và yêu cầu phải hàn với cầu nối và đòi hỏi kiểm soát chính xác độ sâu của mối hàn để tránh làm hỏng vách ngăn, ảnh hưởng đến chất lượng cell và dẫn đến đoản mạch. Hơn nữa, việc hàn từ đầu cực đến cuối cực cũng cần phải kiểm soát độ ngấu mối hàn một cách cẩn thận. Trong quá trình này, cần hạn chế nhiệt lượng được bơm vào pin để tránh gây nóng chảy và làm hỏng bộ cách ly polyme.

Quy trình hàn nối nắp đóng trên các pin có kích thước nhỏ đã được thực hiện thành công bằng uốn cơ học trước đây. Tuy nhiên, với các cell có kích thước lớn hơn, áp dụng phương pháp này không còn được hiệu quả. Do đó, cần tìm ra một phương pháp thay thế mới hiệu quả hơn.

NHỮNG YÊU CẦU HIỆN NAY LÀ GÌ?

Tùy vào nhà sản xuất và thiết kế khác nhau sẽ có các quy trình hàn khác nhau được sử dụng trong quá trình chế tạo pin. Tuy nhiên, các yêu cầu chung về chất lượng sản phẩm là như nhau, bao gồm:

• Đảm bảo vùng ảnh hưởng nhiệt tối thiểu
• Kiểm soát độ ngấu mối hàn chính xác
• Loại bỏ tia lửa
• Tốc độ xử lý nhanh (thường trong phạm vi 200 – 500 mm/giây)

Ngoài ra, các mối hàn kim loại không đồng chất cũng được yêu cầu trong một số quy trình hàn pin quan trọng.

Mỗi yêu cầu đã nêu trên đều đối mặt với nhiều thách thức và trước đây chưa có một công nghệ hàn nào có thể đáp ứng được tất cả các yêu cầu nà. Do đó, các nhà sản xuất đã nghiên cứu và áp dụng nhiều giải pháp khác nhau để giải quyết vấn đề này. Các giải pháp bao gồm sử dụng tia green laser để hàn đồng (để khắc phục sự hấp thụ của vật liệu này với các nguồn hồng ngoại ở mức thấp) và các phương pháp không sử dụng tia laser, ví dụ như hàn siêu âm để nối các lá kim loại với nhau.

TÍCH HỢP ĐÚNG NGUỒN LASER

Coherent đã phát triển một loại laser mới có khả năng áp dụng rộng rãi hơn so với các loại trước đây. Điều này có thể thực hiện được nhờ công nghệ mới cung cấp mức độ kiểm soát chính xác đối với nguồn năng lượng laser được truyền tới bề mặt làm việc – phân bố đồng đều cả về không gian và thời gian.

Một cải tiến đáng kể trong công nghệ hàn là Chế độ vòng điều chỉnh (ARM) — một tia laser fiber có chùm tia được tạo ra bằng cách bao quanh một điểm lõi bằng một vòng ánh sáng laser đồng tâm, trái ngược với tia laser truyền thống cho có một điểm đầu ra. Quan trọng nhất, năng lượng ở lõi và các điểm trên vòng có thể được kiểm soát độc lập và thậm chí được điều chỉnh. Hình ảnh minh họa cho thấy phương pháp này mang lại sự linh hoạt to lớn như thế nào về cách phân bố chính xác năng lượng laser trong quá trình hàn. Điều này giúp tăng tính linh hoạt và hiệu quả trong việc sử dụng công nghệ hàn laser.

Hình ảnh: Mô phỏng công suất điểm tập trung FL-ARM cơ bản.

Công nghệ ARM mang lại nhiều lợi ích cho quá trình hàn laser. Nó cho phép kiểm soát chính xác chuyển động của dòng chảy mối hàn, tạo ra một quá trình xử lý nhất quán giúp loại bỏ hiện tượng bắn tia (tia lửa). Điều này đảm bảo sự kiểm soát tốt hơn và đảm bảo chất lượng hàn tốt hơn. 

Đặc biệt,công nghệ ARM rất phù hợp để hàn đồng, vì chùm tia vòng có thể được sử dụng để làm nóng vật liệu trước, làm tăng khả năng hấp thụ tia hồng ngoại của vật liệu đáng kể. Khi mật độ năng lượng cao, tuỳ chỉnh chùm tia ở phần lõi cung cấp khả năng hàn đáng tin cậy của tia hồng ngoại lên đồng.

Với những ưu điểm về chi phí và lợi thế thực tế của laser fiber, công nghệ laser fiber ARM trở thành một giải pháp thay thế rất hấp dẫn cho green laser thể rắn để hàn đồng.

Sử dụng một loại nguồn laser duy nhất để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau mang đến cho các nhà sản xuất tính linh hoạt và tiết kiệm chi phí và tăng năng xuất. Ví dụ: đầu ra từ một tia laser có thể được sử dụng chung giữa nhiều quy trình bằng cách sử dụng bộ chuyển tia. Điều này hợp lý hóa và đơn giản hóa sản xuất.

Ngoài ra, việc sử dụng một loại laser phổ biến tại nhiều điểm trong quy trình sản xuất giúp giảm tồn kho phụ tùng thay thế và cung cấp dự phòng giúp giảm thiểu thời gian dừng bảo trì hoặc sửa chữa.

Việc thiết kế pin EV với kích thước lớn hơn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho người vận hành phương tiện và giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí sản xuất. Tuy nhiên, để đáp ứng được yêu cầu về truyền động cao hơn và năng suất sản xuất tăng lên cần phải sử dụng các công nghệ hàn laser. Trong trường hợp này, tia laser fiber FL-ARM của Coherent Highlight là giải pháp tối ưu và hiệu quả nhất cho các nhiệm vụ hàn đòi hỏi khắt khe, yêu cầu độ chính xác cao, đặc biệt là trong quá trình sản xuất pin EV. Các công nghệ hàn này đã được chứng minh trong các nhiệm vụ xử lý pin và đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất xe điện.

Namson Laser là đơn vị sản xuất và phân phối máy laser công nghiệp từ nhiều thương hiệu máy laser công nghiệp uy tín trên thị trường quốc tế. Chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng những sản phẩm chính hãng, chất lượng và dịch vụ hỗ trợ tận tình.

Liên hệ đến Namson Laser qua số hotline 0909 961 715 hoặc nhắn tin trực tiếp đến Fanpage Namson Laser để được đội ngũ tư vấn hỗ trợ mọi vấn đề liên quan nhé!